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世界讯息:记一次 .NET某医疗器械清洗系统 卡死分析

来源:博客园 发布时间:2023-04-18 08:31:28 分享至:
一:背景1. 讲故事

前段时间协助训练营里的一位朋友分析了一个程序卡死的问题,回过头来看这个案例比较经典,这篇稍微整理一下供后来者少踩坑吧。

二:WinDbg 分析1. 为什么会卡死

因为是窗体程序,理所当然就是看主线程此时正在做什么? 可以用 ~0s ; k看一下便知。


(资料图片)

0:000> k # ChildEBP RetAddr      00 00aff168 75e3bb0a     win32u!NtUserPeekMessage+0xc01 00aff168 75e3ba7e     USER32!_PeekMessage+0x2a02 00aff1a4 6a5d711c     USER32!PeekMessageW+0x16e03 00aff1f0 6a5841a6     System_Windows_Forms_ni+0x23711c...17 00afffbc 00000000     ntdll!_RtlUserThreadStart+0x1b

从线程栈来看,当前的方法卡在 win32u!NtUserPeekMessage上, 熟悉 Windows 窗体消息的朋友都知道这是提取 消息队列的常规逻辑,这个方法的下一步就是通过 Wow64SystemServiceCall进入到 Windows内核态,可以用 u 命令验证一下。

0:000> ub win32u!NtUserPeekMessage+0xc761d1010 b801100000      mov     eax,1001h761d1015 ba10631d76      mov     edx,offset win32u!Wow64SystemServiceCall (761d6310)761d101a ffd2            call    edx

朋友也给我截了图,确实出现了卡死,那接下来的问题就是看下当前线程在 内核态到底在做什么?

2. 真的卡在内核态吗

幸好朋友可以在卡死的机器上安装 windbg,让朋友在卡死的时候使用 Attch to kernel的方式观察内核态,截图如下:

附加成功后,可以用 !process 0 f xxxx.exe 看到主线程的线程栈。

lkd> !process 0 f xxxx.exePROCESS ffffab8ebea75080    SessionId: 1  Cid: 0f78    Peb: 009f1000  ParentCid: 1134        ...        THREAD ffffab8ecad14540  Cid 0f78.38f8  Teb: 00000000009f3000 Win32Thread: ffffab8ecd5dabc0 WAIT: (WrUserRequest) UserMode Non-Alertable            ffffab8ecb31bcc0  QueueObject        IRP List:            ffffab8ecad82b20: (0006,0478) Flags: 00060000  Mdl: 00000000        Not impersonating        DeviceMap                 ffffd400aa7eed50        Owning Process            ffffab8ebea75080       Image:         xxxx.exe        Attached Process          N/A            Image:         N/A        Wait Start TickCount      1117311        Ticks: 9265 (0:00:02:24.765)        Context Switch Count      60628          IdealProcessor: 2  NoStackSwap        UserTime                  00:00:10.796        KernelTime                00:00:06.593        Win32 Start Address 0x00000000006e16aa        Stack Init ffffa88b5b18fb90 Current ffffa88b5b18e780        Base ffffa88b5b190000 Limit ffffa88b5b189000 Call 0000000000000000        Priority 10 BasePriority 8 PriorityDecrement 0 IoPriority 2 PagePriority 5        Child-SP          RetAddr               Call Site        ffffa88b`5b18e7c0 fffff806`6627e370     nt!KiSwapContext+0x76        ffffa88b`5b18e900 fffff806`6627d89f     nt!KiSwapThread+0x500        ffffa88b`5b18e9b0 fffff806`6627d143     nt!KiCommitThreadWait+0x14f        ffffa88b`5b18ea50 fffff806`6628679b     nt!KeWaitForSingleObject+0x233        ffffa88b`5b18eb40 ffffa9d4`bdd32b12     nt!KeWaitForMultipleObjects+0x45b        ffffa88b`5b18ec50 ffffa9d4`bdd352d9     win32kfull!xxxRealSleepThread+0x362        ffffa88b`5b18ed70 ffffa9d4`bdd33f8a     win32kfull!xxxInterSendMsgEx+0xdd9        ffffa88b`5b18eee0 ffffa9d4`bdd37870     win32kfull!xxxSendTransformableMessageTimeout+0x3ea        ffffa88b`5b18f030 ffffa9d4`bdf1e088     win32kfull!xxxSendMessage+0x2c        ffffa88b`5b18f090 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0x40        ffffa88b`5b18f0e0 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1        ffffa88b`5b18f130 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1        ffffa88b`5b18f180 ffffa9d4`bdf1e0e9     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1        ffffa88b`5b18f1d0 ffffa9d4`bdf1e2a7     win32kfull!xxxCompositedTraverse+0xa1        ffffa88b`5b18f220 ffffa9d4`bde5a013     win32kfull!xxxCompositedPaint+0x37        ffffa88b`5b18f2b0 ffffa9d4`bdd2e438     win32kfull!xxxInternalDoPaint+0x12bce3        ffffa88b`5b18f300 ffffa9d4`bdd2e03a     win32kfull!xxxInternalDoPaint+0x108        ffffa88b`5b18f350 ffffa9d4`bdd30f1c     win32kfull!xxxDoPaint+0x52        ffffa88b`5b18f3b0 ffffa9d4`bdd2ff08     win32kfull!xxxRealInternalGetMessage+0xfac        ffffa88b`5b18f880 ffffa9d4`be1871ce     win32kfull!NtUserPeekMessage+0x158        ffffa88b`5b18f940 fffff806`6640d8f5     win32k!NtUserPeekMessage+0x2a        ffffa88b`5b18f990 00007ffe`1816ff74     nt!KiSystemServiceCopyEnd+0x25 (TrapFrame @ ffffa88b`5b18fa00)        00000000`0077e558 00000000`00000000     0x00007ffe`1816ff74

如果线程信息很少的话,可以用 .process将此进程作为当前上下文,然后加载用户符号,输出如下:

lkd> .process ffffab8ebea75080Implicit process is now ffffab8e`bea75080lkd> .reloadConnected to Windows 10 19041 x64 target at (Tue Mar 21 13:21:21.213 2023 (UTC + 8:00)), ptr64 TRUELoading Kernel Symbols................................................................................................................................................................................................................Loading User SymbolsPEB is paged out (Peb.Ldr = 00000000`009f1018).  Type ".hh dbgerr001" for detailsLoading unloaded module list

从刚才的线程栈上看,很明显有一个 win32kfull!xxxSendMessage+0x2c方法,熟悉 SendMessage 的朋友都知道这个是用来向某个窗体发消息的,那到底是哪一个窗体呢?

3. 到底给哪个窗体发消息

要想获取发送窗体的句柄,需要提取 win32kfull!xxxSendMessage方法的第一个参数,在 x64 的调用协定下,它是用 rcx 传递的,需要分析下汇编代码,如果 rcx 没有放到栈里,那就无法提取了。

为了少点麻烦,建议让朋友看下 32bit 的操作系统上是否也有这个问题?结果反馈说也存在,使用 !thread xxx切到目标线程,使用 kb 提取第一个参数地址上的值,即:00010598,截图如下:

丢了一个 sdbgext插件让朋友看下窗体句柄信息,发现是个 64bit 的,其实除了它还可以用 Spy++观察窗体句柄,重点就是找到这个神秘窗体是由哪个进程下的线程创建的,当把句柄号丢进去后还真给找到了,有点黑暗中寻找到了曙光。截图如下:

从 Spy++ 看当前窗体是由进程号:000016E0下的线程号0000109C创建的,经过比对,这个线程就是本进程的某个线程号。

分析到这里其实就很明朗了,是因为这个线程 0000109C创建了一个用户控件,导致内核态在某种情况下给它发消息,接下来就是寻找到底是什么控件创建的。

4. 罪魁祸首

关于非主线程创建用户控件导致的卡死,我感觉都已经说破嘴皮了,还是有非常多的人犯这个毛病,无语哈,解决办法就是用 bp去拦截 System.Windows.Forms.Application+MarshalingControl..ctor方法,具体方案可参考我的文章:【一个超经典 WinForm 卡死问题的再反思】https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/16868486.html

接下来就是朋友的苦苦调试,终于给找到了,截图如下:

对,就是这么一句 Intptr handle =this.Handle代码,内核句柄的获取让它在这个线程上生根了。

三:总结

就是这么一句代码,来来回回兜了好几圈,花费了朋友个把星期,终于给解决了,也算是一个好结果吧,这个案例需要实时观察程序的内核态用户态,看 dump 效果不大,造成了这么多时间的浪费。

相信这个案例也让公司老板对他 刮目相看

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